人为什么会死?物种为什么会灭绝?为什么生物进化不能阻止死亡?
进化一旦开始,就只能前进,不能停止,也不能回头。只要生物还在生存和繁衍,进化就永远处于进步状态。唯一能阻止进化的就是死亡。个体死亡,物种灭绝,地球上生命现象的整体消失,都可以使进化停止。
那么问题来了,死亡为什么会发生?为什么死亡是生物个体和物种不可避免的归宿?为什么生物没有进化出阻止死亡的能力?下面就来说说这个话题。
死亡是指个体生命功能的永久终止。对于单细胞生物来说,细胞生命的终结就是单细胞个体的死亡。对于人类来说,人体的心、肺、脑三大中枢器官受到不可逆的损伤,导致整个生命的终结,也就意味着死亡。
地球上的大多数生物生来都会死亡,但死亡并不完全是不可避免的。比如水螅和一些水母可以不断自我更新,替换老化的组织,从而维持永生。
也就是说永生在技术上是可能的,那么为什么地球上包括人类在内的大部分生物还是会死亡呢?
网上一直流传着一种说法,个体在某个年龄选择自愿死亡,是因为他们想为后代节约更多的资源!这种观点显然是错误的。最大化自己生存繁衍的机会是一种生物本能,也是进化的最低驱动力。谁不想长生不老?
如果一个生物真的愿意为后代腾出空间和资源,恐怕很快就会被淘汰。所以死亡绝对不是个体生物的主动选择,而是死亡是普遍存在的,所以有三种逻辑可能性可以解释:
第一种可能是生物不适应环境,被自然选择淘汰;第二种可能是死因无法被自然选择影响,所以被动保存;第三种可能是,死亡对生物的生存和繁衍大有裨益,所以被自然选择积极保存下来。
首先,第一种情况,生物被自然选择淘汰,这很好理解。比如人体能承受的低温和高温都是有限的。冻死或者烧死都是因为人不适应环境,人无法在极端环境下生存。这一点没必要过多展开。我们将重点讨论第二种和第三种情况。
我们假设有一个基因突变X,它会使人在50岁以后更容易生病,比如糖尿病、高血压、骨质疏松,但是这个突变基因在50岁以前没有影响,所以不会体现出来,没有基因测序也检测不出来。
试想,携带突变基因X的人,年轻时和正常人没什么区别。他们可以正常的长大、结婚、生子,也就是说突变基因X会遗传给下一代。
这样,在人类漫长的进化史中,即使类似X的基因突变频率不高,一旦出现,也不会被自然选择淘汰。时间长了,这种基因在人体内会越来越多。
所以,我们每个人体内的基因组DNA序列,都携带着大量的突变基因,这些基因在我们年轻的时候不会出现,但在我们年老的时候会全部爆炸。这些基因叠加在一起,破坏身体机能,是我们会逐渐衰老,最终死亡的根本原因。
我们再来看第三种可能:如果死亡有利于生物的生存和繁衍,那么死亡很可能在进化过程中得以保存。一个基因突变可以使育龄前的人更健康,更容易繁衍后代,即使这个基因可以使人在分娩后更容易生病和死亡,这样的突变也会被保留下来。
其实人的身体里也有这样的情况,最典型的就是男性睾酮,它是一种雄性激素,其分泌水平与男性的身高、攻击性、求偶成功率有关。睾丸素分泌水平越高,身材越大,攻击性灰越强,求偶成功率越高,有利于繁殖,所以在进化过程中一直保留着睾丸素活跃的特性。
总之,生物之所以死亡,从个体原因来说,是不适应环境;从进化的角度来看,死亡的特征要么有利于进化,要么死亡原因在自然选择中并不重要。
上一部分我们从进化论的角度介绍了人类死亡的原因。事实上,几乎所有生物都会死亡。我们知道不同生物的寿命是不同的,其实不同物种的存在时间也是不同的。
比如人类的近亲尼安德特人,存在了大约10万年;直立人至少存在了6.5438+0.5亿年。根据科学家计算的数据,一个哺乳动物物种的平均寿命是1002万年。
相对于目前地球46亿年的寿命,任何物种的寿命都是微不足道的,那么为什么物种会灭绝呢?让我们一起来看看。
在数百万年的时间尺度内,地球环境发生了巨大变化。历史上有过五次大灭绝,很多物种被彻底消灭是完全正常的。据科学家估计,地球进化史上已经有数十亿个物种,其中99.9%以上已经灭绝!
当然,你可能会说,那次灭绝是因为地球环境发生了巨大的变化,生物无法适应恶劣的环境。其实除了这个因素,物种的内生特性也会导致其最终灭绝。
当一个物种在特定的环境中生活足够长的时间,它会越来越适应这个环境。对特定环境的适应能力越强,应对环境波动的能力越弱。最终,非常微弱的环境变化就可能让整个物种灭绝。
生物学中有一种风险对冲现象,说明在不同的生存环境中,生物群体可以在不同的表型之间随机切换,以适应环境的变化,这是生物群体对环境适应性进化的结果。
比如人们熟悉的小麦,属于一年生植物。从开花到授粉到种子成熟,被认为完成了繁殖使命。从繁殖和基因转移的角度来看,当温度适宜,水分充足时,小麦种子第一次同步萌发生长,然后继续繁殖,这是最高的繁殖效率。
但实际上,小麦种子根本不是同时发芽的。即使在同样的环境下,不同的种子在不同的时间发芽。这种现象在一些生活在干旱地区的植物中更为明显,有些种子甚至不在当年发芽生长。
这样有什么好处?事实上,植物是在规避风险。有些种子发芽晚,有些种子发芽早。一旦这些种子生长的环境发生变化,所有发芽的种子都不会死亡。这就是生物圈中的风险对冲现象。
不仅是植物,很多鸟类在繁殖时也有类似的风险对冲现象。从效率的角度来看,一只雌性多生几个蛋,让每个蛋的营养刚好够孵出小鸡,才是最有效率的选择。
但实际上,母鸟宁愿少下蛋,也要让每个蛋里的营养更加丰富,这就是应对突发事件的风险对冲。
我们假设一个极端的情况,如果某种生物的生存环境非常稳定,什么时候下雨,下多少雨都可以预测,那么风险对冲就失去了意义。生活在这种环境中的生物会进化到以最有效的方式繁殖。
但这种情况是极其危险的,因为一点点环境波动就可能让整个物种灭绝,所以生物体内的多样性非常重要,可以让整个物种更适应环境波动。
我们知道进化其实是为了让生物更适合自己的生存环境。进化的力量使一个物种越来越适合特定的环境,但付出的代价是降低了生物体内的多样性,使其难以承受环境的微小波动。
从地球整个进化史的尺度来看,地球环境一直在经历着大大小小的环境波动。所以一个物种越成功,就越适应环境;越是适应环境,越是无法抗拒环境的变化,所以物种的灭绝是必然的,这是地球环境的变化和生物进化相互作用的结果。
就个体而言,无论是人还是其他生物,死亡的主要原因都是不能适应环境。比如,人无法在火星上生存,是因为无法适应火星上的恶劣环境。所以,人的死亡是外界环境导致人体器官功能的丧失,从而导致整个个体的死亡。
如果从一个物种出发,在漫长的地球进化历史中,越是成功的物种,越是适应所处的环境,这就使得它们无法承受环境的轻微波动。生物进化的最终结果是它们无法承受最轻微的环境变化,地球环境的轻微波动都会导致物种灭绝。
生命之树也许会天长地久,但树上的每一根枝叶总有一天会死去,我们能做的就是继续热爱生命,在生命死去之前热爱生命!